CƠ HỌC CHẤT LỎNG VÀ MÁY NỘI DUNG MÔN HỌC Cơ học chất lỏng và Máy 1 Mở đầu 2 Tĩnh học chất lỏng 3 Động học chất lỏng 4 Động lực học chất lỏng 5 Phân tích thứ nguyên và đồng dạng 6 Dòng ch[.]
CƠ HỌC CHẤT LỎNG VÀ MÁY NỘI DUNG MÔN HỌC Cơ học chất lỏng Máy Mở đầu Tĩnh học chất lỏng Động học chất lỏng Động lực học chất lỏng Phân tích thứ nguyên đồng dạng Dòng chảy ống Lực tác dụng lên vật ngập dòng chuyển động Các kỹ thuật đo dòng chảy (Thực hành phòng thí nghiệm Kỹ thuật hệ thống cơng nghiệp-Tầng nhà B5) CƠ HỌC CHẤT LỎNG VÀ MÁY - BỘ MÔN KỸ THUẬT HỆ THỐNG CÔNG NGHIỆP TÀI LIỆU THAM KHẢO Giáo trình: [1] GS.TSKH Vũ Duy Quang (Chủ biên), PGS.TS Phạm Đức Nhuận, Giáo trình kỹ thuật thủy khí, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, 2013 (thư viện ĐHTL) Các tài liệu tham khảo: [1] C.P Kothandaraman, R Rudramoorthy, Fluid Mechanics and Machinery, New Age International (P) Ltd., Publishers 2009 [2] Bộ môn Máy xây dựng Trường Đại học Thủy lợi, Kỹ thuật thủy khí ứng dụng, Nhà xuất Đại học quốc gia Hà Nội, 2011 CƠ HỌC CHẤT LỎNG VÀ MÁY - BỘ MÔN KỸ THUẬT HỆ THỐNG CÔNG NGHIỆP ĐÁNH GIÁ Điểm trình Điểm chuyên cần 10% Điểm kiểm tra 10% Thực hành viết báo cáo 20% Cuối kỳ (60%): thời gian 60 phút Hình thức thi: Trắc nghiệm Nhớ hiểu (5 điểm): gồm 20 câu trắc nghiệm (mỗi câu 0,25) Ứng dụng (5 điểm): gồm 10 câu trắc nghiệm (mỗi câu 0,50) CƠ HỌC CHẤT LỎNG VÀ MÁY - BỘ MÔN KỸ THUẬT HỆ THỐNG CÔNG NGHIỆP Chương 1: Mở đầu 1.1 Giới thiệu Cơ học chất lỏng Máy Cơ học chất lỏng Máy nghiên cứu: Các quy luật chất lỏng chất khí trạng thái tĩnh (fluid statics) động (fluid dynamics); tương tác chất lỏng với chất rắn với chất lỏng khác mặt biên (boundaries) loại máy ứng dụng quy luật Phương pháp nghiên cứu: Mơ hình hố Dùng đại lượng trung bình Dùng đại lượng vô nhỏ CƠ HỌC CHẤT LỎNG VÀ MÁY - BỘ MÔN KỸ THUẬT HỆ THỐNG CÔNG NGHIỆP Ứng dụng Cơ học chất lỏng Máy Thiết kế phương tiện vận chuyển : xe hơi, tàu thủy, máy bay, hỏa tiễn Thiết kế thiết bị thủy lực : máy bơm, tua bin, quạt gió, máy nén Khí tượng thủy văn : dự báo bão, lũ lụt , Y khoa: mơ tuần hồn máu thể, tính tốn thiết kế máy trợ tim nhân tạo… Xây dựng: cấp, nước, cơng trình thủy lợi (cống, đê, hồ chứa, nhà máy thủy điện ), tính tốn thiết kế cầu, nhà cao tầng… Trong sống ngày, cần nhiều kiến thức Cơ học chất lỏng Máy: Lực hút hai doàn tàu chạy song song nhau, nồi áp suất,… CƠ HỌC CHẤT LỎNG VÀ MÁY - BỘ MÔN KỸ THUẬT HỆ THỐNG CÔNG NGHIỆP Ứng dụng Cơ học chất lỏng Máy CƠ HỌC CHẤT LỎNG VÀ MÁY - BỘ MÔN KỸ THUẬT HỆ THỐNG CÔNG NGHIỆP Ứng dụng Cơ học chất lỏng Máy CƠ HỌC CHẤT LỎNG VÀ MÁY - BỘ MÔN KỸ THUẬT HỆ THỐNG CÔNG NGHIỆP Các tính chất chất lỏng Là môi trường liên tục Được cấu tạo từ phân tử có lực liên kết yếu Có tính chảy (không chịu lực kéo, lực cắt hình dạng riêng) Sự khác chất rắn - lỏng - khí CƠ HỌC CHẤT LỎNG VÀ MÁY - BỘ MÔN KỸ THUẬT HỆ THỐNG CÔNG NGHIỆP Các tính chất Khối lượng (mass) – Trọng lượng (weight) Khối lượng (KL) thước đo số lượng vật chất vật, thể mức độ qn tính vật Đơn vị: kg Trọng lượng (TL) = KL x g (gia tốc trọng trường ) => thay đổi theo g Đơn vị: N (kgm/s2); Kgf (9,81 N) (kilogam lực); Tf (1000 Kgf) (Tấn lực) Mặt trăng: g= 1,6 m/s2, Trái đất: g = 9,81 m/s2 , Mộc tinh (Jupiter) g = 26,9 m/s2 CƠ HỌC CHẤT LỎNG VÀ MÁY - BỘ MÔN KỸ THUẬT HỆ THỐNG CÔNG NGHIỆP 10 Hệ số lực cản CƠ HỌC CHẤT LỎNG VÀ MÁY - BỘ MÔN KỸ THUẬT HỆ THỐNG CÔNG NGHIỆP 50 Hệ số lực cản CƠ HỌC CHẤT LỎNG VÀ MÁY - BỘ MÔN KỸ THUẬT HỆ THỐNG CÔNG NGHIỆP 51 Hệ số lực cản CƠ HỌC CHẤT LỎNG VÀ MÁY - BỘ MÔN KỸ THUẬT HỆ THỐNG CÔNG NGHIỆP 52 Hệ số lực cản CƠ HỌC CHẤT LỎNG VÀ MÁY - BỘ MÔN KỸ THUẬT HỆ THỐNG CÔNG NGHIỆP 53 Hệ số lực cản CƠ HỌC CHẤT LỎNG VÀ MÁY - BỘ MÔN KỸ THUẬT HỆ THỐNG CÔNG NGHIỆP 54 Hệ số lực cản CƠ HỌC CHẤT LỎNG VÀ MÁY - BỘ MÔN KỸ THUẬT HỆ THỐNG CÔNG NGHIỆP 55 Hệ số lực cản Hệ số lực cản thay đổi qua kiểu dáng xe CƠ HỌC CHẤT LỎNG VÀ MÁY - BỘ MÔN KỸ THUẬT HỆ THỐNG CÔNG NGHIỆP 56 Lực nâng hệ số lực nâng : Tương tự lực cản, lực nâng xác định lý thuyết vật hình dạng đơn giản, hầu hết thí nghiệm dựa vào hệ số lực nâng định nghĩa sau: CL : Hệ số lực nâng L : Lực nâng ρ: Khối lượng dịng chảy A : Diện tích đặc trưng vật CL = f (hình dạng, Re, Ma, Fr, /l ) CƠ HỌC CHẤT LỎNG VÀ MÁY - BỘ MÔN KỸ THUẬT HỆ THỐNG CÔNG NGHIỆP 57 Lực nâng hệ số lực nâng Phân bố áp suất xe chuyển động cho thấy hình thành lực nâng xe chủ yếu dó áp suất gây Sự không cân áp lực mặt vật hình thành lực nâng Lực ma sát ảnh hưởng đến với lực nâng, ngoại trừ lưu chất chuyển động với hệ số Re nhỏ (chảy thế) CƠ HỌC CHẤT LỎNG VÀ MÁY - BỘ MÔN KỸ THUẬT HỆ THỐNG CÔNG NGHIỆP 58 Lực nâng hệ số lực nâng Xét lực nâng lực cản vật dạng cánh (cánh máy bay) : - Vật có hình dạng đối xứng khơng hình thành lực nâng dòng chảy song song với vật - Khi dòng chảy nghiêng góc α hình thành lực nâng lên vật có dạng đối xứng khơng Với b : chiều dài cánh, A diện tích mặt cánh Hệ số lực nâng lực cản theo góc α cho biểu đồ Hệ số lực nâng lực cản theo gócα CƠ HỌC CHẤT LỎNG VÀ MÁY - BỘ MÔN KỸ THUẬT HỆ THỐNG CÔNG NGHIỆP 59 Ví dụ Trong thực tế , cánh máy bay thường có cánh phụ (flag) cuối cánh Sự thay đổi vị trí cánh phụ làm thay đổi hình dạng cánh thay đổi hệ số lực nâng lực cản Quan hệ CD CL có cánh phụ không cho biểu đồ CƠ HỌC CHẤT LỎNG VÀ MÁY - BỘ MÔN KỸ THUẬT HỆ THỐNG CÔNG NGHIỆP 60 Ví dụ Một gió vận tốc 26,82 m/s thổi vào tháp nước hình vẽ Xác định mô men M cần để giữ tháp không bị lật ( = 1,2 kg/m3; = 1,51.10-5) Coi tháp gồm khối cầu hình trụ giả sử lực kéo tổng phần CƠ HỌC CHẤT LỎNG VÀ MÁY - BỘ MÔN KỸ THUẬT HỆ THỐNG CƠNG NGHIỆP 61 Ví dụ Cấu trúc hình gồm hình trụ để giữ biển hình elip Tính lực tác động lên cấu trúc chịu gió thổi 80km/h? Tính mơ men giữ chân cột? CƠ HỌC CHẤT LỎNG VÀ MÁY - BỘ MÔN KỸ THUẬT HỆ THỐNG CÔNG NGHIỆP 62 Ví dụ Bằng cách sử dụng chắn làm lệch hướng gió phù hợp, hệ số lực cản xe khí động học xe giảm từ CD = 0,96 xuống cịn CD = 0,70 Tính cơng suất tiết kiệm xe chạy với vận tốc 100km/h CƠ HỌC CHẤT LỎNG VÀ MÁY - BỘ MÔN KỸ THUẬT HỆ THỐNG CÔNG NGHIỆP 63 End of chapter CƠ HỌC CHẤT LỎNG VÀ MÁY - BỘ MÔN KỸ THUẬT HỆ THỐNG CÔNG NGHIỆP 64